电阻测量仪设计

电阻测量仪设计
电阻测量仪设计

一、系统总体设计

系统设计任务与要求STC12C60S2

该自动电阻测量仪以STC12C60S2单片机为核心,利用分压法测量原理,通过A/D转换器进行采样,得到的采样值经过单片机处理实现电阻测量,测量结果通过液晶进行显示。同时显示筛选结果指示,“↑”表示被测电阻偏大,“ok”表示被测电阻满足筛选要求,“↓”表示被测电阻偏小。

1.1 重点研究内容与实现方法

本设计包括硬件设计和软件设计。

硬件设计主要包括单片机主控系统、基准电压产生电路、16位A/D转换器、量程切换电路、液晶显示模块、键盘和电源模块等构成,其中硬件设计重点是单片机主控系统、选择合适A/D转换器、基准电压产生电路和量程切换电路,设计难点是大功率、高精度基准电压源和电阻测量方案的选择。

软件设计主要是编写程序。需要完成系统初始化、档位选择、电阻测量、电阻值显示、键盘程序等工作。设计的难点是电阻测量算法和键盘程序的设计。

1.3.1主控模块

在整个电路中,电阻值的测量、计算和显示,量程的自动换档和键盘设置等复杂任务的处理都要依靠单片机来完成,采用一款我们可靠、高性能的单片机,是保证我们完成整个任务的基石,所以我们选择低电压高性能的微控制器STC12C60S2。STC12C60S2单片机作为整机的控制单元,利用A/D转换器采集分压电路的输出电压值送入单片机进行处理,处理后的数据送到液晶显示模块显示。该设计采用分压测量原理,加上16位A/D可有效的减小电阻的测量误差。

1.3.2电阻测量方案

电阻测量方案的选取直接关系到系统的测量精度和数据处理程序的设计,电阻测量目前可有多种方案。

方案:采用分压法,通过测量分压值,按照电阻分压公式计算出。该方案电路稳定,受外界影响小,测量精度高,且测量范围较宽。另一方面便于使仪表实现自动化,而且设计周期短,性价比高。

1.3.3电压信号采集模块

方案:设置基准电压源电路,当测试被测电阻时,产生对应的电压值,然后使用A/D

转换器LTC1864模块完成A/D转换,将所获得的数字量送至单片机,通过软件对数字量进行处理,将所测值显示在液晶显示屏上,这个方法满足系统对各项性能指标的要求。

1.3.4档位选择模块

方案:采用继电器作为档位开关控制,继电器是一种电控制器件。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。采用4个继电器分别控制不同电阻测试档位。最主要的优点是继电器的触点电阻很小,毫欧级别,可以满足小电阻测量时的精度要求。

1.3.5显示模块

方案:液晶屏显示信息量大、字迹清晰、稳定,美观、视觉舒适,能够显示图形和汉字,满足本系统的显示要求。

1.3.6电源模块

方案:采用线性直流稳压电源。线性稳压电源制作简单,输出稳定,性价比较高。

1.3.7 基准电压模块

基准电压源具有低电压低功耗和低温漂高精度的优点,且是标准CMOS 工艺兼容,结构新颖,综合性能优异,完全满足本设计的要求。

1.3.8 各模块方案确认

(1)主控模块:选用STC12C60S2

(2)电阻测量方案:电阻测量采用分压测量法。

(3)信号采集模块:信号采集电路选用A/D 模数转换LTC1864。 (4)档位选择模块:采用继电器作为档位开关控制。 (5)显示模块:1206液晶屏

(6)电源模块:采用线性直流稳压电源。 (7)基准电压模块:基准电压源。

1.3.9 自动电阻测量仪的设计原理框图 自动电阻测量仪的设计的原理框图如图1-1所示。

系统电源

市电220v

单片机

Vcc

继电器切换合适档位

V c c

换挡

A/D 转换

基准5.00v

显示

LCD1286

4键盘

模式选择开关

报警电路

各档位基准电阻电路

Rx

单片机控制

被测电阻分压v1

图1-1 自动电阻测量仪的设计的原理框图

如上图所示,该设计的原理可以概括:上电后,可以通过模式选择开关选择系统是处于

测量模式还是筛选模式。系统处于测量模式时,当测试被测电阻时,通过分压电路和继电器切换电路产生对应的电压值,然后使用A/D转换器模块完成A/D转换,将所获得的数字量送至单片机,通过软件对数字量进行处理,将所测阻值显示在液晶显示屏上。如果被测电阻电阻值超出仪表量程,将启动报警电路;系统处于筛选模式时,先通过键盘输入筛选值和筛选误差,然后测试被测电阻,液晶屏同时显示被测电阻值和筛选值及筛选误差,当被测电阻偏大,液晶屏显示“↑”,当被测电阻满足筛选要求,液晶屏显示“ok”,当被测电阻偏小,液晶屏显示“↓”。

第2章系统理论分析与计算

2.1 电阻测量原理

分压即电阻串联分压,在电路中被测电阻R1和一个高精度的已知基准电阻R2串联,并在两个电阻的两端中一端加一个已知的高精度的基准电压V,设R1两端的电压为V1,R2两端的电阻为V2,分压电路图如图2-1,根据欧姆定律,

R1/(R1+R2)*V=V1

化简可得 R1=(V1*R2)/(V-V1)

由于V、R2已知,V1由模数转换A/D转换成数字量,经过单片机计算可得出被测电阻的阻

值。图2-1 分压电路图

自动换档原理和每档精确分压电阻的计算方法

换档电路由五个继电器电路组成,换档过程可以概括如下:首先通过单片机将全量程档位接通,对电阻进行一次粗测。然后单片机根据粗测结果,将继电器切换至合适量程的档位,对电阻进行精确测量(其实可以首先用最大电阻档进行粗测,然后换用合适档位即可。这是本设计的方案选取的一个缺陷)。

每档分压电阻的选取直接关系到测量结果的精度,由于被测电阻分得的电压要送往A/D 转换器,为了获得足够的精度,必须保证每档位的最大被测电阻分得的电压至少为基准电压

的90%以上。对于全量程档位的分压电阻除了满足上面条件外,还要保证在每档分界电阻处分得的电压通过A/D转换的数字量变化比较明显,主要是最低档位(0.2-20)。

第3章系统硬件各功能模块的设计

3.1 主控模块的设计

3.1.1单串行A/D转换器LTC1864

LTC1864是凌力尔特推出的16位串行模数转换芯片,采用单5V工作电源,并能保证在-40℃ - +125℃的温度范围内工作,最大工作电流为850μA,最大采样率250ksps,供电电流随采样速率的降低而减小[6]。

LTC1864与单片机的接口电路见图3-1所示。

图3-1 LTC1864与单片机的接口电路

3.1.2档位切换电路

换档电路由五个继电器电路组成,换档过程可以概括如下:首先通过单片机将全量程档位接通,对电阻进行一次粗测。然后单片机根据粗测结果,将继电器切换至合适量程的档位,对电阻进行精确测量。

本设计所用继电器为松下公司TX系列的信号继电器,具体型号为TX2-5V。型号继电器线圈与触点间耐压为1000VAC/1分钟,触点与触点间耐压为1000VAC/1分钟,触点电流为3A,绝缘电阻大于等于1000MΩ,线圈功耗仅为140mW,线圈电压为5V,线圈电阻为178Ω±17.8Ω(线圈电流0.0325A小于晶体管9013最大集电极电流0.5A),体积小便于安装,特别导通电阻仅为50mΩ,满足本设计任务。

单片机端口的输出电流很小,不能直接驱动继电器正常工作,所以在电路设计时必须先把端口信号用三极管9013进行放大,然后再用放大的信号去驱动负载工作。继电器与单片机的接口电路如图3-2所示。

图3-2 继电器与单片机的接口电路

3.2人机接口的设计

3.2.1键盘的设计

在本设计中设置了4个按键、一个开关,并采用独立式键盘的查询方式。开关采用推式开关,用来在系统电阻测量与电阻筛选两大功能之间切换。4个按键是系统在筛选模式下用来输入筛选电阻值与筛选误差。按键开关与单片机的接口电路如图3-3所示。

图3-3 按键开关与单片机的接口电路图

3.2.2显示电路的设计

测量仪采用的是液晶屏作为显示器件,其中D0—D7是数据线输入引脚;V0是液晶显示器驱动电压,输入;D/I(RS)为数据/指令寄存器选择,为1时,是数据寄存器,为0时,是指令寄存器,输入;R/W为

读/写选择输入,为1时是读操作,为0时,是写操作;CS1、CS2是选择芯片左右半屏信号;VOUT是LCD驱动负电压;LED+、LED-是LED背光板电源。由于单片机P0口没有上拉电阻,所以在LCD12864与单片机的接口电路上应加上上拉电阻。液晶屏与单片机的接口电路如图3-5所示。

图3-5 液晶屏与单片机的接口电路

3.3 电源的设计

在自动电阻测量仪的设计系统中,共需要两个电源。一个是供单片机、LCD12864等芯片正常工作所需要Vcc,另一个是分压电路和LTC1864A/D转换使用的+5.00V基准电压源。由于整个系统使用的是市电220V,因此需要设计电源电路将市电转化为系统所需要的两个电源。

Vcc的设计:市电转化为Vcc需要经过变压器、桥式整流、滤波电路滤波,再经过7805芯片稳压成5V的直流电压,向主控制器供电。三端稳压电路7805输入电压应高于输出电压3V以上(压差较大稳定,但功耗也大,7805应加大散热片),输出电压才稳定。电路图如图3-6所示。

图3-6 给单片机等芯片供电的5V电源电路图

+5.00V基准电压源的设计:为了获得高精度的基准源,本设计采用基准稳压芯片

LM385-5V0,产生+5.00V的基准电压,但是输出电流仅为几个mA,但是精度很高且温度系数

很小(30ppm/℃)。系统中最小档位所需要的最大电流为2.5A,基准稳压芯片LM385-5V0的输出电流不能满足系统需求,为此需要对输出电流进行放大。给A/D转换器和分压电路供电的+5.00V高精度电源电路图3-7所示。

图3-7 +5.00V高精度电源电路

其中的运放为单电源双运放LM358(只使用其中的一个)。需要注意的是+12V电源需要提供至少4A的电流,但是这个+12V不需要稳压,因为LM358的+12V电源抑制比为100dB,电压波动可以忽略。+12V是用整流滤波后产生的未稳压电源。但是要慎重选择整流桥,使整流输出电流大于4A。

为此,为了节约成本可将两个电源合二为一,其整流部分的二极管至少应该使用1N5408这样的3A的整流二极管来构成桥式整流电路,整流后的滤波电容应设为2200uF/25V的铝电解电容和0.47uF的独石电容并联。其整个系统电源电路图如图3-8所示。

图3-8 整个系统电源电路图

第4章控制软件的设计

4.1 主程序的设计

在本系统中,主程序负责的工作有初始化系统、读模式开关、调A/D采样子程序、调用数据处理子程序、读键盘设置筛选值与筛选误差子程序,显示子程序等等,主程序流程图如图4-1所示。

开始

系统初始化,

各个档位全关闭,

关闭报警,

采样值全局变量置零

模式选择开关

是否按下?

N

显示

测量模式

档位选择程

延时10ms,调A/D转

换程序

数据处理函

数计算阻值

是否超出

量程?

Y

报警并显示“超出量程”显示阻

N

显示

筛选模式

Y

调键盘程序键入并显示

筛选值与误差

档位选择程

数据处理函

数计算阻值

N

与筛选条件比较并

显示阻值筛选结果

指示

报警并显示

“超出量程”

Y

延时10ms,调A/D转

换程序

是否超出

量程?

图4-1 主程序流程图

4.2 子程序的设计

4.2.1读取A/D采样值子程序的设计

LTC1864的工作时序如图4-2所示。

图4-2 LTC1864的工作时序图[10]读取A/D采样值子程序流程图如图4-3所示。

开始

置采样值全局变量

DAT为零

开启A/D转换

延时几微秒

读/写一位

Y N

是“1”吗?

采样值加

“1”

采样值左移一

N

读够16位?

Y

返回

图4-3 读取A/D采样值子程序流程图

4.2.2多次读取A/D采样值子程序的设计

为防止基准源电压的波动和所带来的A/D采样值误差,我们需要设计这样一个程序来减小误差:连续读取5次A/D采样值,去掉一个最大值与一个最小值,余下的三个采样值求算术平均值。防止读取A/D采样值干扰子程序流程图如图4-4所示。

开始

采样次数置

“0”

读取采样值

依次保存至K1~K5

到五次了吗

采样次数加一

N

冒泡排序

去掉最大最小余下计算均值

返回

Y

图4-4 防止读取A/D 采样值干扰子程序流程图

4.2.3 键盘设置子程序的设计

在筛选模式,要输入筛选值及筛选误差。为此,我们设计了设置筛选值与筛选误差子程序。为此,我们共设置了四个按键它们分别是:“光标切换next ”、“数字加一/单位加jia ”、“数字键一/单位减jian ”、“设置完成ok ”。筛选值为三位整数一位小数外加单位,例如“999.9k ”。筛选误差为两位整数,单位是%,例如“15%”。所以,光标共需切换七次,才能进行一次完整设置,这样给用户带来很不方便,为此设计了“设置完成”按键,在光标切换任何至任何位置时,都可以通过“设置完成”按键,直接完成设置进行筛选。键盘设置子程序流程图如图4-5所示。

开始

光标切换标志位K 零全局k1~k7置零

Ok 是否按下?

K=1

Y

N 百位K1闪烁

Y

Y K1-1

K1==10?

K1=0

K1==-1?

Y

K1=9

N

N

Y

N Y

Y Y

N

K=5单位的设置K=6误差十位的设置K=7误差十位的设置置K=0

返回

1

N

测量模式Y

N 模式选择是否弹起

Next 是否按下?

Next 是否按下?

Jia 是否按下?

K1+1

Jian 是否按下?

N N

1

N

Next 是否按下?

模式选择是否弹起

Ok 是否按下?

1

Y

K=2

K=3个位的设置K=4小数位的设置

K=2十位的设置

2

2

返回

测量模式

返回

图4-5

键盘设置子程序流程图

4.2.4 档位选择、数据处理及数据显示子程序的设计

该部分程序是整个程序最重要的部分,本部分子程序是调A/D 采样子程序,然后根据A/D 采样后的值进行档位选择,将继电器换到合适档位,再调A/D 采样子程序和防干扰多次读取A/D 采样值子程序,最后将数据显示在LCD12864上。档位选择、数据处理及数据显示子程序如图4-6所示。

数据处理及显示处理说明:数据定义成float数据类型,这样在乘除时可以直接进行计算,无需进行特殊的乘除和小数计算处理;显示时采用无字库的LCD12864,故必须先建立本系统的字库,显示时只需选择显示位置坐标和字库中的字符即可。

开始

置全量程档,延时几us,启动A/D

转换子程序,返回值*10存入Dat

Dat<=70?

置一档,延时几us,启

动A/D转换子程序

Y

防干扰多次读取A/D转换采样值子程序

根据Dat,调用不同的处理函数计算阻值并显

70

6850

336450

N

N

N

N

报警并显示“超出量程”

置二档,检测计算

并显示阻值

Y

Y

置三档,检测计算

并显示阻值

Y

置四档,检测计算

并显示阻值

返回

返回

返回

返回返回

基于51单片机的数字电容测量仪设计说明

电子系统设计创新与实习报告 设计课题基于单片机的电容测量仪设计 学院信息科学与工程 学生姓名 学号 专业班级 队友 指导教师 设计时间2014.6.4-2014.7.3

本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值,通过单片机的运算功能,计算出电容容量,最后,再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程,可根据用户需要由用户选择,与用户的交互是通过键盘实现,不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值,从而实现不同的量程。同时,本设计注重设计方法及流程,首先根据原理设计电路,再通过protues 仿真,利用keil编程,进而借助altium designer 制作PCB,最后到焊接元器件,调试直至成功。

1 系统方案设计 1.1 设计说明及要求 1.1.1 设计说明 框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时,与定时电路所对应的时间也有所不同,即C=f(t),而时间与脉冲数目成正比,脉冲数目可以通过计数译码获得。 1.1.2 设计要求 (1)基本要求 ①自制稳压电源。 ②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内 ③设计四个的测量量程。 ④显示测量结果,测量误差小于2.5%。 数字显示:显示分辨率:每档满量程的0.1%; 电容测量:电压可选择5V,25V,50V; 为实现该设计,达到相应的设计要求,本次设计中考虑了三种设计方案,三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同,对于本设计,三种方案均能够实现,最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单

简易自动电阻测试仪的制作

2011年全国大学生电子设计竞赛 (全国二等奖获得者) 简易自动电阻测试仪(G题)

简易自动电阻测试仪 摘要:本设计以STC89C51RC为主控制器,测量电路采用的是串联分压原理,以标准电阻为基准,用被测电阻与标准电阻上的分压进行比较,然后通过计算得出被测电阻的阻值。再经过信号处理将测量电路输出的电压送给A/D转换器,用单片机控制器读取A/D转换后的值在其内部转换后输出给液晶进行显示被测电阻值。按照此种方法计算较为简单,原理清晰,操作方便。单片机主要完成采集和处理经过转化的数字量信号,完成键盘录入、液晶显示等功能。此系统性能稳定,精度高,误差在1%以内,具有良好的实用价值。 关键词:A/D转换,STC89C51RC,液晶显示 目录

4 4 4 4 4 4 5 6 6 7 8 8 8 9 9 10 10 电位器阻值变化曲线装置10 10 10 11 1 测试使用的仪器设备1 测试方案与测试条件1 测试数据1 结果分析3 5结论3 基本部分3 发挥部分3 其它3 4 5 5 7

1系统设计 设计要求 (1)测量量程为100Ω、1KΩ、10KΩ、10MΩ四档。测量准确度为±(1%读数+2字)。 (2)3位数字显示(最大显示数必须为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5次/秒。

总体设计方案 1.2.1 设计思路 题目要求设计一台简易自动电阻测试仪,实现对电阻的测量。设计主要分为电阻测量电路模块和MCU数据处理模块。电阻测量电路模块是根据串联分压原理,让被测电阻与标准电阻串联,以标准电阻作为测量量程的基准,用恒压源给电路供电,根据被测电阻的不同,标准电阻两端的电压就会发生改变,将标准电阻两端的电压值经过处理后给A/D转换器,然后送给单片机,在单片机内通过A/D转换的电压值转换成被测电阻的阻值,采用矩阵键盘对需要设置项进行设置,以LCD12864液晶进行显示工作界面。如图1 所示是系统总体框图: 图1 系统总体框图 1.2.2 系统方案设计 (1)电阻测量方案论证 方案一:串联分压原理 图2串联分压原理图 根据串联电路的分压原理可知,串联电路上电压与电阻成正比关系。通过测量Rx和R0上的电压。由公式Rx=Ux/(U0/R0)可以得到被测电阻Rx的阻值。此种方案简单可靠,容易操作、精度高。

《电阻的测量》教案设计

《电阻的测量》教案设计 一、教学目标 【知识与技能】 加深对欧姆定律及其应用的理解,知道测量电阻的原理。 【过程与方法】 通过进行伏安法测量电阻的实验,进一步掌握使用电压表和电流表的方法,学会用伏安法测量电阻。 【情感态度与价值观】 通过做伏安法测电阻的实验并观察试验现象分析结果,培养动手能力和实验设计能力,并养成求真务实、细致严谨的科学态度。 二、教学重难点 【重点】 根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。 【难点】 组装电路,分析实验,发现规律,以及对电阻概念的理解认识。 三、教学过程 环节一:新课导入 问题引入:如何测定一个定值电阻的大小?先引导学生回顾上一节所学的欧姆定律的知识,然后得出根据欧姆定律的变形公式 ,通过测量通过电阻的电流以及电阻两端的电压得出定值电阻的电阻值的方法。

环节二:新课讲授 设计实验 已经讨论出了实验原理和实验方法,即测量电流和电阻根据公式 得出电阻值。但为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压以及电流的值,求出每次的电阻值,最后求出电阻的平均数。其中串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路图如图所示: 所用器材有:电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干。 进行实验 首先,根据电路图连接电路。在连接电路过程中要指导学生在实验过程注意哪些问题,比如,连接电路时,开关应处在断开状态;闭合开关前检查滑动变阻器是否处于阻值最大处;电压表电流表的支付接线柱的正确连接等。且应该提醒学生通过“试触”进行测量工具量程的选择,在闭合开关前仔细检查电路连接情况。在学生连接完电路后,应该检查学生的电路连接情况,确保电路连接没有问题。其次,闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,注意应提醒学生不能将滑动变阻器调节的太狠,也不能超过测量工具的量程,并且指导学生设计表格将所测量的数据记录在表格中。 最后,断开开关,整理器材,收拾仪器,结束实验。 分析实验,得出结论 让学生利用记录在表格中的数据以及公式,计算出不同电压电流情况下定值电阻的阻值,并求出平均值,各组同学互相讨论看看其他组得到的结果,分析实验结论。 根据所做的实验,可以看出,在各个电压下测量的阻值变化不大,且与平均值较为接近。当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之改变,但

低电阻测量仪

DZC-5A型智能低电阻测量仪串行通讯协议 版本:1.0 1、采用RS23 2、TTL、蓝牙通讯方式,波特率9600,8位数据,1个停止位,无校验位。 使用蓝牙通讯方式时的设备名:DZC5A-1、密码:282,如有多台低阻仪,设备名称 后缀分别为:-2、-3 …… 2、仪器测试部分与通讯接口和外接电源接口采用光电隔离和电磁隔离措施。仪器由外 接电源提供DC12/0.15A电源供电,也可以由仪器内部电池供电,电池充电接口与测试部分无电气隔离。 3、计算机PC接口DB9接线定义: 2#_接收(信号由低阻仪到PC);3#_发送(信号由PC到低阻仪);5#_地 4、低阻仪四芯插头、座接线定义: 1#_接收(信号由PC到低阻仪);2#_发送(信号由低阻仪到PC); 3#_地;4#_ 12V电源输入。 5、 表示24位测试结果。电阻单位:mΩ,电压单位:uV,温度单位:m℃ b、低阻仪在充电模式,低阻仪上传字节【4】【3】表示16位电池电压,每个字9.766mV。 c、低阻仪在充电模式,低阻仪上传字节【2】【1】表示16位电池温度,每个字0.4883℃, 例如:512对应0℃,513表示+0.4883℃,511表示-0.4883℃,依次类推。 6、

7、例如:上位机请求读地址为:0x01的低阻仪的双向测量的电阻数据: 0x3F 0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x00 0x3D 为保证仪器可靠接收指令,可连续发送指令2次,间隔180mS 8、例如:下位机地址为:0x01低阻仪上传的双向测量的电阻值10000mΩ: 0x3D 0x01 0x87 0x00 0x00 0x27 0x10 0x8C 9、注意:上位机务必慎用“修改设备地址为新地址”和“停止上传数据”指令,当修 改仪器地址后,一定要记清地址。否则,只能0-255逐一试探,或返厂刷新程序。 使用串口调试软件接收、发送数据时注意:低字节是在数据列前面的,与上述例子的顺序相反。 使用串口调试软件的上位机指令: 3f 00 00 00 00 01 01 3f 调零

简易自动电阻测试仪

毕业设计(论文)《简易自动电阻测试仪》 专业(系) 班级 学生姓名 指导老师 完成日期

前言 在工程实践中,常需要测定某些高导电材料的电阻率。我们电阻测量的思路是:由精密恒流源电流通过被测电阻,通过放大器将信号扩展到信号能被提取出来,接着进行信号处理,然后进行信号采集和A/D转换,最后显示测量结果。 在测量电路中,电压的分辨率影响测量精度,即受A/D转换的位数影响。而整个电路的误差决定电路所采用的形式。系统的误差主要由量化误差及模拟误差组成,当然也要考虑外部噪声和干扰对测量的影响。因此,恒流源和放大器的性能非常关键。 在电路的测试过程中,常常会碰到由于忽略某些电阻实际值与理论值之间的误差,从而影响检测结果。我们选用了单片机来设计该测量仪。该测量仪可直接从液晶显示屏上读出所测得的电阻值,同时可以对需要指定测试的数据进行设定,能够帮助我们更快更好的选出我们所需要的电阻。

摘要 本简易电阻自动测试仪采用STC89C52单片机为核心控制器,利用伏安法测电阻的测量方法,将测量的电压值通过模数转换模块AD7705转换成数字信号,将数字信号输入STC89C52单片机进行处理,完成电阻测量功能、自动换挡和筛选功能、电位器阻值变化曲线测试的功能。再通过单片机与显示模块的连接,显示测量结果。 关键词:电阻自动测试仪、STC89C52、电阻测量功能、自动换挡、曲线测试、AD7705

Astract This paper introduces A kind of based on A kind of AT89S52 SCM voltage measurement circuit, this circuit adopts high precision, AD7705 dual-slope A/D circuit, measurement range dc 0-+ 2.500 v, use LCD module that can be with A PC for serial communication. The text mainly gives all the parts of the circuit hardware and software system, this paper introduces the principle of the double integral circuit AT89S52 devices, the characteristics of the AD7705, function and application of the function and application, CD4040. The circuit design is novel, the powerful, flexible expandability. The technique to be used mainly has: (1) through the programming to realize the resistance value directly measuring the; (2) ICL7135 converter effective application; (3) 12864 LCD monitor effective application; (4) through the keyboard to realize resistance tolerance of parameters set; (5) through the single-chip microcomputer control motor to realize the automatic control of potentiometer. Keywords: AT89S52 devices, ICL7135, 12864 liquid crystal display, keyboard.

基于单片机电容测量仪设计

摘要 目前,随着电子工业的发展,电子元器件急剧增加,电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来,在应用中我们常常要测定电容的大小。在电子产品的生产和维修中,电容测量这一环节至关重要,因此,设计可靠,安全,便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。本文提出了以MCS-51单片机为控制核心,结合多谐振荡器来实现电容测量的方法。并介绍了测量原理并给出了相应的电路及软件设计。 关键词:电容测试仪;单片机;测量

目录 1概述 (1) 1.1 设计目的和意义 (1) 1.2 设计任务与要求 (1) 2 硬件电路设计及其描述 (1) 2.1 设计方案 (1) 2.2 原理框图 (2) 2.3 基于A T89C51电容测量系统硬件设计详细分析 (2) 2.3.1 A T89C51单片机工作电路 (2) 2.3.2 基于A T89C51电容测量系统复位电路 (3) 2.3.3 基于A T89C51电容测量系统时钟电路 (4) 2.3.4 基于A T89C51电容测量系统按键电路 (4) 2.3.5 基于A T89C51电容测量系统555芯片电路 (5) 2.3.6 基于A T89C51电容测量系统显示电路 (6) 2.4 各部分电路连接成整个电路图 (9) 2.5 系统所用元器件 (10) 2.6 PCB制图 (11) 3 软件流程及程序设计 (11) 3.1 系统模块层次结构图 (11) 3.2 程序设计算法设计 (12) 3.3 软件设计流程 (13) 3.4 源程序代码 (13) 4 系统调试及仿真 (17) 5 总结 (16) 5.1 本系统存在的问题及改进措施 (16) 5.2 心得体会 (18) 参考文献 (19)

基于STM32的简易自动电阻测量仪(软件设计)

宜宾职业技术学院 毕业设计 基于STM32的简易自动电阻测量仪(软件设计) 系部电子信息工程系 专业名称电子信息工程技术 班级电子1091班 姓名尹小东 学号 2 0 0 9 1 1 1 6 6 指导教师王伯黎 2011 年 11 月 10 日

摘要--------------------------------------------------- 2 1、方案论证与选择 --------------------------------------- 4 1.1核心控制芯片------------------------------------------------- 4 1.2档位切换模块------------------------------------------------- 4 1.3ADC采样电路------------------------------------------------- 5 1.4显示模块----------------------------------------------------- 5 1.5键盘控制电路------------------------------------------------- 5 2、系统设计 --------------------------------------------- 6 2.1系统总体思路------------------------------------------------- 6 2.2系统硬件模块设计--------------------------------------------- 7 2.2.1电源电路设计--------------------------------------------- 7 2.2.2恒压源电路设计------------------------------------------- 8 2.2.3档位切换电路设计----------------------------------------- 8 2.2.4电压跟随电路设计----------------------------------------- 9 2.2.5电机驱动电路设计---------------------------------------- 10 2.3软件设计---------------------------------------------------- 11 3、系统测试 -------------------------------------------- 12 4、设计总结 -------------------------------------------- 13 参考文献----------------------------------------------- 13 附录--------------------------------------------------- 14 附录1主要元件清单 --------------------------------------------- 14 附录2产品实物图片 --------------------------------------------- 14

《电阻的测量》教学设计完整版本

课题电阻的测量执教:赵文明协备:吴雨婷九一班时间: 教 学 目 标 一、知识与技能 1. 知道用电流表和电压表测电阻的原理。 2. 会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。 3. 了解灯丝电阻的特性。 4.理解滑动变阻器在电路中的作用。 二、过程与方法 1. 通过测量小灯泡的电阻,了解欧姆定律的应用。 2. 通过学生选择实验仪器,设计实验,制定实验操作步骤,培养学生的观察、正确读数、数 据处理和分析能力。 三、情感态度与价值观 1. 在实验电路的设计、连接以及测量过程中培养学生学习物理的兴趣,小组成员之间相互协 作的团队精神。 2. 通过本次实验,激发学生学习的积极性和探索未知世界的热情,在实验中注意养成严谨的 科学态度。 重点利用电流表、电压表测小灯泡的电阻。 难点设计科学的、完整的实验操作方案。 教学 方法 实验探究、自主学习、交流讨论。 教具电池组、电压表、电流表、2.5V小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干、投影仪、多媒体课件 教学过程 引入教师活动学生活动设计意图

课 讲授实验电路图和实物图: 电路图 实物图 实验记录表格 测量次数电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 注意事项 1.在连接电路前要调节电流表、电压表 到零刻度。 2.连接电路时开关要断开,连接完电路 要调节滑动变阻器到阻值最大端。 3.连接好电路,在检查电路连接无误后 要用开关试触,在确定电路完好后再闭合 开关S。 4.电压表和电流表要注意选择适当的量 程。 二、例题分析 例1 (小宣用伏安法测量电阻R的阻值 时,并联在电阻R两端的电压表的示数如 图甲所示,与电阻R串联的电流表的示数 如图乙所示,则电压表的示数为 V, 电流表的示数为 ________A,电阻R 的阻值为Ω。 例 2 某同学用伏安法测小灯泡的电阻, 下表为记录的实验数据,从中你发现了什 么?说明原因。 电路图:要求学生自己设计 实物图:要求学生根据电路图连接实 物图 将测量的数据记录在表格上: 然后根据记录的数据计算出电阻,再 取平均值 想想做做 1.将上述实验中的定值电阻换成小灯 泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。 2.多测几组数据,根据实验数据分别 计算出小灯泡的电阻, 3.比较计算出的几个数值,看看每次 算出的电阻的大小相同吗?有什么变 化规律吗? 4.如果出现的情况和测量定值电阻时 不同,你如何解释?与同学交流一下。 法和学生动 手实验的能 力 培养学生自 主学习的方 法和学生动 手实验的能 力 培养学生的 解题能力, 思考能力

数字式电阻测量仪(完整版)

单片机原理及应用课程设计报告 设计题目:数字式电阻测量仪 学院 专业 班级 姓名 学号 指导教师申明 2011 年秋季学期

摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理,将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路,测量精度高,读数方便,在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中,A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量,逻辑控制电路产生控制信号,按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开,保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成ASCII码,最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C51为系统的控制核心,结合A/D转换芯片 AT89C51设计一个电阻测量表,能够测量一定数值之间的电阻值,通过LCD液晶显示。具有读数据准确,测量方便的特点。 关键词:单片机(AT89C51);电压;A/D转换;TLC548

目录 设计要求 (1) 1 电路的论证与对比 (1) 1.1 方案一 (1) 1.2 方案二 (2) 1.3 方案的对比与比较 (2) 2 系统硬件电路设计 (2) 2.1 CPU时钟 (2) 2.2 A/D转换电路模块 (2) 2.2.1主要性能 (3) 2.2. 2 TLC548芯片的组成原理.................. 错误!未定义书签。 2.2.3 TLC548引脚功能 (5) 2.3 主控芯片AT89C51模块 (5) 2.3.1主要功能特性 (6) 2.3.2 主要引脚功能 (7) 2.4 显示控制电路的设计及原理 (9) 3程序设计 (10) 3.1 初始化程序 (10) 3.2主程序 (10) 3.3显示子程序 (11) 3.4 A/D转换测量子程序 (144) 4系统调试与分析 (15) 5元器件清单 (17) 6 总结与致谢 (17) 7 参考文献 (18) 附一:原理图 ............................................................

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计

简易数字式电阻、电容和电感测量仪设计报告 摘要:本系统利用TI公司的16位超低功耗单片机MSP430F149和ICL8038精密函数发生器实现对电阻、电容和电感参数的测量。本系统以自制电源作为LRC数字电桥和各个主要控制芯片的输入电源,并采用ICL8038芯片产生高精度的正弦波信号流经待测的电阻、电容或者电感和标准电阻的串联电路,通过测量电阻、电容或者电感和标准电阻各自的电压,利用电压比例计算的方法推算出电阻值、电容值或者电感值。利用MSP430F149单片机控制测量和计算结果,运用自校准电路提高测量精度,同时用差压法,消除了电源波动对结果的影响。测量结果采用12864液晶模块实时显示。实验测试结果表明,本系统性能稳定,测量精度高。 关键词:LRC 数字电桥、电压比例法、液晶模块、MSP430F149、电阻电容电感测量 一、设计内容及功能 1.1设计内容 设计并制作一台简易数字式电阻、电容和电感参数测量仪,由测量对象、测量仪、LCD 显示和自制电源组成,系统模块划分如下图所示: 测量对象 LCD显示 电阻/电容/电感 简易的数字电阻、电容和电感测量仪 自制电源 1.2 具体要求 1. 测量范围 (1)基本测量范围:电阻100Ω~1MΩ;电容100pF~10000pF;电感100μH~10mH。 (2)发挥测量范围:电阻10Ω~10MΩ;电容50pF~10μF;电感50μH~1H。 2. 测量精度 (1)基本测量精度:电阻±5% ;电容±10% ;电感±5% 。 (2)发挥测量精度:电阻±2% ;电容±8% ;电感±8% 。 3. 利用128*64液晶显示器,显示测量数值、类型和单位。 4. 自制电源 5. 使用按键来设置测量的种类和单位 1.3系统功能 1. 基本完成以上具体要求 2. 使用三个按键分别控制R、C、L的测试 3. 采用液晶显示器显示测量结果 二、系统方案设计与选择 电阻、电容、电感测试仪的设计目前有多种方案可以实现,例如、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前本文对各种方案进行了比较:

简易自动电阻测试仪

一、系统方案选择和论证 1. 主控电路选择 方案一:由FPGA构成主控电路,系统板体积小,而且功能强大,但是FPGA 逻辑能力较弱,价格比较高。 方案二:采用AT89S52单片机构成的主控电路,支持ISP下载技术,控制操作简单,价格低廉,通用性强。 方案比较:考虑到传统的AT89S52单片机就可以满足题目的需要,而且价格低廉,电路简单,性价比高,因此选择方案二。 2. 显示模块选择 方案一:选用LCD1602作为系统显示器件,供电电源为5V直流电源,电路简单书写方便,但显示的内容少,不方便系统拓展使用。 方案二:选用LCD12864作为系统显示器件,此显示器件能显示数字、汉字、符号、图形。电路结构简单,操作方便,符合系统电路的要求。 方案比较:题目要求能够显示波形,但LCD1602不能满足此要求,因此决定选用方案二,使用LCD12864作为本系统的显示器件。 3.R/V电路选择 方案一:采用电阻分压电路。此电路结构简单,易于实现,但当被测电阻的阻值较小或较大时,测量误差较大。 方案二:采用恒流源构成R/V电路。电路转换良好,但调节难度大,很难调节到精准值,且电路存在稳定性差和误差大的缺点。 方案三:采用运放LMC6062构成R/V电路。此方法主要是利用了运放虚短虚断的特点来测量被测电阻的阻值。这样不仅可以准确的计算出被测电阻的阻值,而且误差比较小达到了题目的要求。 方案比较:经上述论证比较决定选择方案三。 4.档位切换模块选择 方案一:由数字电位器构成档位切换模块。电路容易控制,操作简单,但档位选择有限,且输出电压不稳定,误差较大,无法满足题目的要求。 方案二:通过继电器控制档位的选择。在每一个档位中加入一个精密电阻作为基准电阻,用继电器控制档位的切换,不仅电路稳定性好,误差小,而且易于控制。 方案比较:题目要求测量精度为1%,因此要求电路的稳定性好,误差小,精度高,所以决定选择方案二。 二、系统硬件模块的分析与设计 1.系统设计分析 系统主要由单片机控制电路、R/V电路、A/D转换电路、电机控制及角度测量电路、继电器档位切换电路、显示电路和键盘输入电路七个部分组成。首先由单片机控制电路采集A/D数据,并根据所采集到的数据信息控制继电器的档位切换,同时单片机还可以控制电机驱动电路的高低电平来控制电位器的正反转,最后通过液晶显示器将整个系统的工作状态显示出来。系统框图如图G-2-1所示。

消谐电阻器参数测量仪

消谐电阻器参数测试仪 使用说明书 南京绿力科技有限责任公司

目录 一、概述--------------------------------------------------------------------------------------1 二、仪器生产技术依据的标准-----------------------------------------------------------1 三、功能特点--------------------------------------------------------------------------------1 四、技术参数--------------------------------------------------------------------------------1 五、工作原理--------------------------------------------------------------------------------2 六、消谐电阻器参数测量仪操作步骤--------------------------------------------------2 七、消谐电阻器主要电气参数-----------------------------------------------------------3 八、注意事项--------------------------------------------------------------------------------3

大学生电子设计竞赛设计报告简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪 (G题) 设计报告 参赛学校:常州机电职业技术学院 作者:朱化吉冯海涛骆翠玲

简易自动电阻测试仪 摘要 该简易自动电阻测试仪可实现对电阻的自动测试功能,具有自动电阻筛选功能,并能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线。 根据选题要求,该测试仪以AT89C55为核心,结合键盘、显示、程控放大器、A/D、步进电机控制器等外围电路,较好地实现了要求的功能。测量量程为100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档。测量准确度为±(1%读数+2 字)。3 位数字显示(最大显示数为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。 具有自动电阻筛选功能。即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。设计并制作了一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,曲线各点的测量准确度为±(5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。 关键词:单片机,电阻测试仪,自动量程转换,自动电阻筛选

1 方案的选择与论证 系统框图如图1所示: 图1 FPGA/CPLD 路的驱动、与电阻测量模块的接口等功能。速度快,而且可以使用的I/O 口线很多;缺点是FPGA 的设计与调试与单片机相比比较繁琐,调试的效率比较低,不够灵活。 方案二:单片机方式。使用单片机也可以完成键盘设置、步进电机控制、显示电路的驱动、与电阻测量模块的接口功能。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛,调试的效率也比较高。 基于以上分析,拟选用方案二。本设计选择AT89C55单片机。 电阻测量方案的选择 方案一:使用模拟开关对不同的标准电阻进行量程切换。由于模拟开关器件的内阻影响,在测量阻值较大的电阻时,会产生较大的误差。 方案二:使用程控放大器进行量程切换。与第一种方案比较,该方案测量误差较小,具有明显的优点。因此,我们选择了第二种方案。 显示模块的选择 方案一:使用传统的数码管显示。数码管具有:低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高(低)温,对外界环境要求低、易于维护、精确可靠、程序编写容易、操作简单等特点。但在本设计中所需显示的状态较多,信息量比较大,并且需要显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线,数码管不能完成该曲线显示功能。 方案二:使用液晶屏显示。液晶显示屏(LCD )具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险以及影像稳定不闪烁等优势,可视面积大,画面效果好,分辨率高,抗干扰能力强的特点。在本设计中所需显示的状态较多,信息量比较大,并且需要显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线,该曲线显示功能由液晶显示屏非常适合。 本设计选用方案二,使用液晶显示屏进行显示。

简易电阻自动测试仪大学设计方案

简易自动电阻测试仪设计报告 摘要 电阻测试仪,是电子器件测量、分选不可缺少的工具,主要用于测试变压器、电机、互感器等设备的直流电阻,具有不受电抗影响、测量精度高、测试速度快及可用于方便地进行分选特点。 简易自动电阻测试仪是以51单片机为核心,其工作原理是控制可控恒流源输出电流流经被测量电阻,将被测量电阻两端的电压经过调理并送至由ICL7135构成的AD电路,被测信号经AD转换送至单片机得出被测量电阻的阻值。 本仪器有四档恒流源分别对应四个量程,通过单片机发送量程信号可以方便地进行量程的切换。显示及按键模块采用动态扫描方式,在程序中通过定时器自动扫描显示及键检测可自动显示小数点和单位以及进行各种特效显示。 关键词:电阻测试仪,单片机,可控恒流源,ICL7135,程控放大器

一、概述 1.1课题要求 1、基本要求 <1)测量量程为100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四档。测量准确度为±<1%读数+2 字)。 <2)3 位数字显示<最大显示数必须为999),能自动显示小数点和单位,测量速率大于5 次/秒。 <3)100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能。 2.发挥部分 <1)具有自动电阻筛选功能。即在进行电阻筛选测量时,用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选的误差值;测量时,仪器能在显示被测电阻阻值的同时,给出该电阻是否符合筛选要求的指示。 <2)设计并制作一个能自动测量和显示电位器阻值随旋转角度变化曲线的辅助装置,要求曲线各点的测量准确度为±<5%读数+2 字),全程测量时间不大于10 秒,测量点不少于15 点。辅助装置连接的示意图如图1 所示。 <3)其他 图1 辅助装置连接示意图 1.2课题分析 根据上述要求可知,系统中需要含有一个智能控制核心,本设计拟采用以51单片机作为系统的控制核心。采用单片机控制单刀多掷开关实现不同阻值量程的档位切换。由要求第二点可知,系统采集数据的速率要大于 5 次/秒,即

基于单片机的电阻测量设计修改

基于单片机的电阻测量设计修改

1.设计目的及其意义 本设计基于单片机和AD转换器实现电阻的测量。采用ADC0809,实现由模拟电压转换到数字信号,通过单片机系统处理后,由LCD显示被测量电阻的阻值。测量范围为1Ω~5KΩ,精度大于98%。 2.方案设计 2.1 总体设计思路 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为电压测量(数据采集)、模数转换、阻值显示等子模块。电路结构可划分为:电压测量,电压转换电阻,阻值显示及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、显示等功能。 从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:电压测量电路,电压转换电路,阻值显示电路、单片机及相关的控制软件组成;它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示: 电压测电压 转换 电阻 AT89C 测量精

图1 总体设计框图 处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。当测量一个电阻时,经过电压采集,电压转换为电阻,电阻显示三个部分可以在LCD上显示该被测电阻的阻值。当被测电阻为100Ω范围以内时,通过开关选择测量量程,再次测量该电阻,以减小误差。 2.2 具体电路模块设计 2.2.1 电压测量的设计 如图2所示为被测电阻电压测量。电压经过已知电阻R1和被测电阻Rx 接到地。通过OUT输出被测电阻Rx上的电压。送到ADC0809的IN0口。 图 2 被测电阻电压测量图

2.2.2 模数ADC转换的设计 由电压测量得到的电压经过ADC模数转换可得到8位的电压值,经过欧姆定律(即电压之比等于电阻之比)可得到被测电阻的阻值的大小。公式如下 本设计用到的R1的阻值为600Ω和300Ω。 由被测电阻得到的电压值经ADC0809的26脚IN0输入,经过内部的AD 转换,在OUT1~7输出数字电压量,经过上述公式的转变,在P2口上的显示的数字量为被测电阻的阻值数字量。如图3所示为被测电阻电压量转换为阻值量。 图 3 被测电阻电压量转换为阻值量图 2.2.3 液晶显示电路的设计 经过ADC0809模数转换得到的电阻值数字量,在MCU的P2口输入,MCU 系统处理后在P0口由LCD1602显示出来该被测电阻的阻值。如图4所示为被测电阻阻值显示。

自动电阻测试仪

自动电阻测试仪 摘要 本简易电阻自动测试仪采用AT89S52单片机为核心控制器,利用伏安法测电阻的测量方法,将测量的电压值通过模数转换模块AD7705转换成数字信号,将数字信号输入AT89S52单片机进行处理,完成电阻测量功能、自动换挡和筛选功能、电位器阻值变化曲线测试的功能。再通过单片机与显示模块的连接,显示测量结果。 关键词:电阻自动测试仪、AT89S52、电阻测量功能、自动换挡、曲线测试、AD7705 一、引言 自动电阻测试相对于手工测试的优点有很多,优化测试速度:可非常快速的运行上万条记录;提高准确性、稳定性:可以不为外界因素干扰,准确运行测试用例;确定性:能真实快速搭建测试环境,测试数据,重现缺陷;提高工作效率:一边运行自动化测试,一边准备测试报告;测试环境搭建:可以结合多种编程语言及技术协助搭建测试环境,防止手工测试重复劳动,如批处理技术;提高技能:可提高测试人员技能,同时提高对测试的兴趣,防止对手工测试感觉枯燥。 数据处理方面的优点有,测试数据:自动化测试工具可以根据需要,准备大量的测试数据;数据处理:测试结果有时需要再进行相应的数据处理;用例准备:可以使用相关脚本技术准备大量的测试用例。 自动电阻测试的发展必将大大提高电阻的测试效率和准确率,使电子产品的的制作更加方便,减少在这上面的人力资源,将来必将影响整个电子行业。

二、方案论证 2.1方案论证与比较 2.1.1测试方案对比 方案一:交流电桥测量法。交流电桥的构造及原理均与直流惠斯通电桥相同,电源使用交流电,四臂的阻抗 Z1、Z2、Z3、Z4,可以用电阻、电感、电容或其他组合,电桥平衡的条件是 Z1*Z2=Z3*Z4 此条件显示交流电桥不同于直流电桥:首先条件有两个,因此,需要调节两个参数才能使电桥平衡;其次,阻抗的多样性可以组合成各具特色的电桥,但非所有电桥都能同时满足达到平衡的条件。 方案二:直接测量法,也叫转换测量法。测量时,把电阻欧姆先转换成别的量再测量。比如把被测量电阻施加以一个已知的电压,那么再测量流过电阻的电流,根据欧姆定律,这个电流与电阻成正比。因此,我们采用测量这个电压,就可以得到电阻值。直接测量简单快速,但转换后很多因素直接参与误差贡献,比如恒流源的精度、电压表的精度都直接影响被测电阻值。 方案三:电阻—电压转换测量法,采用R/U转换器将被测电阻转换成电压,经转换后得到的直流电压经A/D转换器转换为数字信号,由单片机控制输出显示被测电阻值到LCD。 方案四:恒流源测量法,该方法是给待测电阻提供一个恒定电流,利用单片机的 AD 采集其两端的电压来确定其电阻值。此种方法简单易行,但是由于电阻变化范围是100?~10M?,电压变化范围太大,而我们采用的是专用的AD 进行转换,所以能实现要求的指标,综合性能优于其它几中方案。 综合考虑,选择方案四。

毕业设计简易自动电阻测试仪

简易自动电阻测试仪 摘要 本设计根据题目要求制作一台简易自动电阻测试仪,能够测量100Ω、1kΩ、10k Ω、10MΩ四档不同的量程,并实现其中前三档的自动量程转换功能,同时自动显示小数点和单位。基于这些要求,经过讨论,决定利用555多谐振荡电路将电阻参数转化为频率,频率f是单片机很容易处理的数字量,一方面测量精度高,另一方面便于使仪表实现自动化,而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。通过输入单片机AT89C51控制继电器控制被测RC振荡电路频率的自动选择,输入输出控制采用键盘输入控制电路、LCD12864显示系统和报警控制电路组成,能很好的实现各个要求。单片机具有可编程性,硬件的功能描述可完全在软件上实现,另一方面便于使仪表实现自动化,设计时间短,成本低,可靠性高。 关键字:AT89C51单片机555多谐振荡电路继电器自动量程转换 Abstract The design on the basis of the subject demand produced a simple automatic resistance tester, capable of measuring 100 Omega Omega, 1K, 10K, 10M Omega Omega four profile at different range, and realizes the automatic conversion range before the third, while automatically display a decimal point and unit. Based on these requirements, after discussion, decided to use the 555 multivibrator circuit resistance parameters are transformed into frequency, frequency of F SCM is easily handled the digital quantity, a high measuring precision, on the other hand, so easy to realize automation of instrumentation, and chip microprocessor application system has higher reliability. Through the input of single-chip AT89C51 control relay to control the tested RC oscillating circuit frequency automatic selection, input / output control using the keyboard input control circuit, LCD12864 display system and an alarm control circuit, can achieve a very good all. Microcontroller having programmable, hardware description of the function can be completely realized in software, on the other hand, so easy to realize automation of instrumentation, short design time, low cost, high reliability. Keywords: single chip AT89C51 555 multivibrator circuit relay automatic range switching

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